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Inorganic Approach to Stabilizing Nanoscale Toroidicity in a Tetraicosanuclear Fe$_{18}$Dy$_{6}$ Single Molecule Magnet

Kaemmerer, H. ORCID iD icon 1; Baniodeh, A. 2; Peng, Y. 2; Moreno-Pineda, E. 2; Schulze, M. 2,3; Anson, C. E. 1; Wernsdorfer, W. 2,3,4; Schnack, J.; Powell, A. K. 2,4
1 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Quantenmaterialien und -technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)


Cyclic coordination clusters (CCCs) are proving to provide an extra dimension in terms of exotic magnetic behavior as a result of their finite but cyclized chain structures. The Fe$_{18}$Dy$_{6}$ CCC is a Single Molecule Magnet with the highest nuclearity among Ln containing clusters. The three isostructural compounds [Fe$_{18}$Ln$_{6}$(μ-OH)$_{6}$(ampd)$_{12}$(Hampd)$_{12}$(PhCO$_{2}$)$_{24}$](NO$_{3}$)$_{6}$·38MeCN for Ln = Dy$^{III}$ (1), Lu$^{III}$ (2), or Y$^{III}$ (3), where H$_{2}^{-}$ampd = 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, are reported. These can be described in terms of the cyclization of six {Fe$_{3}$Ln(μOH)(ampd)$_{2}$(Hampd)$_{2}$(PhCO$_{2}$)$_{4}$}$^{+}$ units with six nitrate counterions to give the neutral cluster. The overall structure consists of two giant Dy$_{3}$ triangles sandwiching a strongly antiferromagnetically coupled Fe$_{18}$ ring, leading to a toroidal arrangement of the anisotropy axis of the Dy ions, making this the biggest toroidal arrangement on a molecular level known so far.

Postprint §
DOI: 10.5445/IR/1000124097
Veröffentlicht am 07.02.2022
DOI: 10.1021/jacs.0c07168
Zitationen: 20
Zitationen: 26
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Anorganische Chemie (AOC)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Quantenmaterialien und -technologien (IQMT)
Physikalisches Institut (PHI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2020
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0002-7863, 1520-5126, 1943-2984
KITopen-ID: 1000124097
HGF-Programm 43.21.04 (POF III, LK 01) Molecular Engineering
Erschienen in Journal of the American Chemical Society
Verlag American Chemical Society (ACS)
Band 142
Heft 35
Seiten 14838-14842
Vorab online veröffentlicht am 11.08.2020
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